DE69023699T2

DE69023699T2 - Self-priming centrifugal pump.

Info

Publication number: DE69023699T2
Application number: DE69023699T
Authority: DE
Inventors: Bruno Caoduro
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: DK0401670T3; ATE130663T1; IT1234116B; EP0401670B1; EP0401670A3; US5100289A; DE69023699D1; ES2079396T3; EP0401670A2; IT8985605A0

Abstract

The present invention relates to a self-priming centrifugal pump (1) which comprises a stator case (2) with a delivery port (5) and an outflow port and a radial-centrifugal bladed impeller (7). An ejector (16) is provided inside the case (2) and comprises an induction chamber which is connected to the intake port (3), an entrainment nozzle (17) connected to the internal chamber of the stator case and a diffusion duct (19) which is coaxial to the impeller (7) and is connected to its inflow section. A conveyor is provided after the impeller and comprises at least one radial-centripetal conveyance channel (24) and an annular outflow section which extends peripherally to the diffusion duct of the ejector. The conveyor (24) has a configuration which is suitable for directing the flow which leaves the impeller toward a central portion of the case which is adjacent to the outer portion of the diffusion duct (19) and is distant from the delivery port (5), and for making said flow laminar so as to facilitate the separation of air and its migration toward the delivery port (5).

Description

Die vorliegende Erfmdung bezieht sich auf eine selbstansaugende Kreiselpumpe insbesondere mit eingebautem Ejektor.The present invention relates to a self-priming centrifugal pump, in particular with a built-in ejector.

Selbstansaugende Kreiselpumpen dieser Art, im allgemeinen "Strahlpumpen" genannt, enthalten im Inneren des Pumpengehäuses einen Ejektor, der einerseits mit der Einlaßöffnung und andererseits mit dem Einlaß des Laufrades verbunden ist.Self-priming centrifugal pumps of this type, generally called "jet pumps", contain an ejector inside the pump housing, which is connected on the one hand to the inlet opening and on the other hand to the inlet of the impeller.

Bekanntermaßen muß das Laufrad dieser Pumpen einen Gesamtfluß Q erzeugen, der durch die Formel:As is known, the impeller of these pumps must generate a total flow Q, which is given by the formula:

Q = Q&sub1; + Q&sub2;Q = Q₁ + Q₂

ausgedrückt wird, wobei Q&sub1; den gesamten durch die Pumpe geförderten Nutzfluß und Q&sub2; den Teilfluß bezeichnet, der durch die Ejektordüse fließt. Der Fluß Q&sub2; saugt auf der Basis der bekannten Arbeitsprinzipien von Ejektoren einen Fluß Q&sub1; in die Unterdruckkammer des Ejektors, der von der Einlaßöffnung herkommt. Dieser Fluß Q&sub1; vermischt sich im Diffusionskanal des Ejektors mit dem Fluß Q&sub2; und wird dann zum Einlaß des Laufrads geleitet, um nachfolgend erneut innerhalb des Gehäuses zu zirkulieren.where Q₁ is the total useful flow delivered by the pump and Q₂ is the partial flow that flows through the ejector nozzle. The flow Q₂ sucks on the basis of the known working principles of ejectors a flow Q₁ coming from the inlet opening into the vacuum chamber of the ejector. This flow Q₁ mixes with the flow Q₂ in the diffusion channel of the ejector and is then directed to the inlet of the impeller to subsequently circulate again inside the casing.

Das Arbeitsverfahren dieser selbstansaugenden Pumpen ist wie folgt. Anfangs muß das Gehäuse der Pumpe vollständig bis zum Anschluß der Einlaßöffnung, die sich oberhalb der Laufradachse befindet, mit Flüssigkeit angefüllt sein. Dadurch wird wird auch der Ejektor vollständig mit der zu pumpenden Flüssigkeit gefüllt.The working principle of these self-priming pumps is as follows. Initially, the pump housing must be completely filled with liquid up to the connection of the inlet opening, which is located above the impeller axis. This also completely fills the ejector with the liquid to be pumped.

Wenn die Pumpe gestartet wird, erteilt das Laufrad der Flüssigkeit eine Wirbelbewegung, wobei sich ein Gemisch aus Luft und Flüssigkeit bildet, das in den oberen Abschnitt des Gehäuses abgeführt wird, wo eine Abtrennung der Luft bei niedrigen Geschwindigkeiten geschehen kann. Die abgetrennte Luft fließt teilweise zur Auslaßöffnung und wird teilweise mit der Flüssigkeit zur Ejektordüse mitgenommen, wo sie nach und nach mehr Flüssigkeit zum Einlaß des Laufrads saugt. Das erneute Zirkulieren des Luft/Flüssigkeits-Gemisches setzt sich fort, bis die gesamte Luft beseitigt ist, wonach der Normalbetrieb der Pumpe beginnen kann.When the pump is started, the impeller imparts a swirling motion to the liquid, forming a mixture of air and liquid, which is discharged into the upper section of the casing, where separation of the air at low speeds. The separated air flows partly to the outlet port and is partly carried with the liquid to the ejector nozzle, where it gradually draws more liquid to the impeller inlet. The recirculation of the air/liquid mixture continues until all the air is eliminated, after which the normal operation of the pump can begin.

Mit Hilfe einer solchen Pumpen-Ejektor-Kombination, wie sie in US-A-2 631 539 offenbart ist, ist es möglich, ein System automatisch zum Ansaugen zu bringen und Flüssigkeiten selbst aus beträchtlichen Tiefen bis aus etwa neun Metern und mehr zu heben. Diese Vorrichtungen sind jedoch nicht frei von Nachteilen, die vor allem in den langen Ansaugzeiten und in einem niedrigen Wirkungsgrad unter normalen Betriebsbedingungen bestehen.With the aid of such a pump-ejector combination as disclosed in US-A-2 631 539, it is possible to automatically prime a system and to lift liquids even from considerable depths of up to about nine meters and more. However, these devices are not free from disadvantages, which mainly consist in the long prime times and in a low efficiency under normal operating conditions.

Es wurde experimentell gezeigt, daß längere Ansaugzeiten Zuständen größerer Turbulenz des Luft/Flüssigkeits-Gemisches entsprechen, das das Laufrad verläßt. Diese Ansaugzeiten werden daneben weiter verlängert, wenn der Fluß des Luft/Flüssigkeits-Gemisches nahe der Auslaßöffnung ist, wodurch eine Abtrennung der Luft vom Gemisch verhindert und der Wirkungsgrad des Ejektors vermindert wird. Um die Ansaugzeiten zu vermindern und den Gesamtwirkungsgrad der Pumpe zu erhöhen, ist es daher notwendig, den Zustand des Ausflusses am Ausgang des Laufrades und seine Rückleitung zum Ejektor sorgfältig zu untersuchen.It has been experimentally shown that longer suction times correspond to conditions of greater turbulence of the air/liquid mixture leaving the impeller. These suction times are further prolonged when the flow of the air/liquid mixture is close to the outlet opening, preventing separation of the air from the mixture and reducing the efficiency of the ejector. In order to reduce suction times and increase the overall efficiency of the pump, it is therefore necessary to carefully study the state of the discharge at the outlet of the impeller and its return to the ejector.

Das Dokument US-A-2 941474 offenbart eine selbstansaugende Ejektorpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei der das Laufrad verlassende Fluß, anfangs durch einen ringförmigen Diffusor geleitet, nachfolgend zu einem im wesentlichen stumpfförmigen Zwischenraum geleitet und schließlich durch einen ringförmigen Auslaß abgeführt wird, der sich peripherisch um den Axialejektor erstreckt. Die in das Innere des Gehäuses eintretende Flüssigkeit ist in hohem Maße turbulent, was die Abtrennung der Luft und ihren Transport zur Auslaßöffnung nicht begünstigt.Document US-A-2 941 474 discloses a self-priming ejector pump according to the preamble of claim 1, wherein the flow leaving the impeller is initially directed through an annular diffuser, subsequently directed to a substantially truncated space and finally discharged through an annular outlet extending peripherally around the axial ejector. The liquid entering the interior of the casing is highly turbulent, which does not favor the separation of the air and its transport to the outlet opening.

Die aus EP-A-0 323 384 bekannte selbstansaugende Strahlpumpe weist einen kegelstumpfförmigen Zwischenraum auf, der mit einem Umlenkblech versehen ist, das mit einer der Vorderkammern des ringförmigen Diffusors und mit einem bogenartigen Auslaßschlitz verbunden ist. Die Ansaugzeiten dieser Pumpe sind in beträchtlichem Maße auf 5-6 Minuten verringert; der Wirkungsgrad der Pumpen-- Ejektor-Anordnung ist jedoch unter normalen Betriebsbedingungen immer noch nicht ausreichend. Dies beruht auf der Tatsache, daß der Ausfluß des Gemisches durch den bogenförmigen Schlitz noch vorherrschend turbulent ist und keine gleichmäßige Zulaufströmung zur Ejektordüse gewährleistet.The self-priming jet pump known from EP-A-0 323 384 has a truncated cone-shaped space provided with a deflector plate connected to one of the front chambers of the annular diffuser and to an arc-shaped outlet slot. The suction times of this pump are considerably reduced to 5-6 minutes; however, the efficiency of the pump-ejector arrangement is still insufficient under normal operating conditions. This is due to the fact that the outflow of the mixture through the arc-shaped slot is still predominantly turbulent and does not ensure a uniform inflow flow to the ejector nozzle.

Die italienische Anmeldung No. 85644A88 beschreibt eine Strahlpumpe, bei der der herkömmliche Radialdiffusor durch einen Axialdiftusor ersetzt ist und bei der die Turbulenz der Flüssigkeit nur teilweise beseitigt wird. Diese Pumpe besitzt einen niedrigeren Wirkungsgrad als den, den sie besitzen würde, wenn sie einen Radialdiffusor eingebaut hätte.The Italian application No. 85644A88 describes a jet pump in which the traditional radial diffuser is replaced by an axial diffuser and in which the turbulence of the liquid is only partially eliminated. This pump has a lower efficiency than it would have if it had a radial diffuser installed.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile tatsächlich zu beseitigen oder wenigstens zu vermindern, indem eine selbst-ansaugende Kreiselpumpe mit eingebautem Ejektor zur Verfügung gestellt wird, der es ermöglicht, mit Hilfe einer einfachen und wirtschaftlichen Lösung die Ansaugzeiten drastisch zu vermindern.The aim of the present invention is to actually eliminate or at least reduce the disadvantages described above by providing a self-priming centrifugal pump with built-in ejector which makes it possible to drastically reduce the suction times by means of a simple and economical solution.

Innerhalb des Anwendungsbereichs des oben beschriebenen Zieles liegt eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Weiterleitung des das Laufrad verlassenden Fluids in im wesentlichen laminaren Zuständen zu gewährleisten, um eine wirksame Abtrennung der mit der Flüssigkeit vermischten Luft während des Ansaugens zu ermöglichen und ihren Transport zur Auslaßöffnung zu erleichtern.Within the scope of the aim described above, a particular object of the present invention is to ensure that the fluid leaving the impeller is conveyed in substantially laminar conditions in order to enable effective separation of the air mixed with the liquid during suction and to facilitate its transport to the outlet opening.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Leitvorrichtung zur Verfügung vorstellen, die fluiddynamische Verluste während der Ansaugperiode und unter normalen Betriebsbedingungen vermindert.Another object of the invention is to provide a guide device which reduces fluid dynamic losses during the intake period and reduced under normal operating conditions.

Nicht zuletzt besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Kreiselpumpe vorzusehen, die in höchsten Maße zuverlässig ist und verminderte Wartungenskosten hat, um die Konstruktion aus rein wirtschaftlicher Sicht vernünftig und vorteilhaft zu gestalten.Last but not least, an object of the invention is to provide a centrifugal pump which is highly reliable and has reduced maintenance costs in order to make the design reasonable and advantageous from a purely economic point of view.

Dieses Ziel, diese Aufgaben und andere, die nachfolgend offensichtlich werden, werden durch eine selbstansaugende Kreiselpumpe gemaß dem beiliegenden Anspruch 1 erfüllt.This aim, these objects and others which will become apparent hereinafter are achieved by a self-priming centrifugal pump according to the appended claim 1.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung zweier bevorzugter, aber nicht ausschließlicher, erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele der selbstansaugenden Kreiselpumpe offensichtlich, die in den beiliegenden Zeichnungen nur durch nicht einschränkende Beispiele dargestellt sind, wobei:Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of two preferred but not exclusive embodiments of the self-priming centrifugal pump according to the invention, which are shown in the accompanying drawings by way of non-limiting examples only, in which:

Fig. 1 ein seitlicher Teilschnitt eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist;Fig. 1 is a partial side section of a first embodiment of the invention;

Fig. 2 von vorne gesehen ein Schnitt in teilweise auseinandergezogener Darstellung der Vorrichtung nach Figur 1 längs der Linie II-II ist;Fig. 2 is a partially exploded sectional view of the device of Figure 1 taken along the line II-II, viewed from the front;

Fig. 3 ein seitlicher Teilschnitt eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels ist;Fig. 3 is a partial side section of a second embodiment of the invention;

Fig. 4 ein seitlicher Teilschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pumpe ist, die der nach Fig. 3 ähnlich ist, für den Fall eines doppelten Laufrads.Fig. 4 is a partial side section of an embodiment of the pump according to the invention, similar to that of Fig. 3, in the case of a double impeller.

Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 enthält die erfindungsgemäße Pumpe, die als Ganzes durch Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, ein Gehäuse oder Statorgehäuse 2, das eine im wesentlichen zylindrische Gestalt besitzt und mit einer Einlaßöffnung 3 in der Vorderwand 4 und mit einer Auslaßöffnung 5 ausgestattet ist, die in der zylindrischen Seitenwand 6 in einer oberen Position angeordnet ist. Beide Öffnungen 3 und 5 besitzen Anschlüsse zum Anschluß an externe Kanäle, die nicht eingezeichnet sind, und sind oberhalb der Gehäuseachse angeordnet. Darüberhinaus sind Anschlußstopfen zum Befüllen und Entleeren der Flüssigkeit vorgesehen und in geeignete Gewindelöcher des Gehäuses eingebracht.With reference to Figures 1 and 2, the pump according to the invention, which is designated as a whole by reference numeral 1, comprises a housing or stator housing 2 which has a substantially cylindrical shape and is provided with an inlet opening 3 in the front wall 4 and with an outlet opening 5 which is arranged in the cylindrical side wall 6 in an upper position. Both openings 3 and 5 have connections for connection to external channels which are not shown and are arranged above the housing axis. In addition, connection plugs for filling and emptying the liquid are provided and inserted into suitable threaded holes in the housing.

Das Gehäuse 2 trägt in seinem Inneren ein Laufrad 7, das fest auf einer Welle 8 sitzt, die von einem Elektromotor 9 angetrieben ist. Das Laufrad 7, das eine an sich bekannte Form hat, besitzt eine Nabe 10, eine Deckseheibe 11 und eine Vielzahl von radial-zentrifugalen Schaufeln 12 mit einem geeigneten Profil. An den Enden 11 der Schaufeln des Laufrads 7 befinden sich ein Einlaßabschnitt 13 und ein Auslaßabschnitt 14, die während der Drehung des Lauftads die Strömungsrichtung bestimmen.The housing 2 carries in its interior an impeller 7 which is fixedly mounted on a shaft 8 which is driven by an electric motor 9. The impeller 7, which has a shape known per se, has a hub 10, a cover disk 11 and a plurality of radial-centrifugal blades 12 with a suitable profile. At the ends 11 of the blades of the impeller 7 there are an inlet section 13 and an outlet section 14 which determine the flow direction during the rotation of the impeller.

Ein Ejektor, als Ganzes durch das Bezugszeichen 16 bezeichnet, ist in der inneren Kammer 15 des Statorgehäuses 2 angeordnet und enthält eine Mitreißdüse 17, die von dem umlaufenden Fluß Q&sub2; durchstromt ist, eine Kammer 18, die mit der Einlaßöffnung 3 verbunden ist, um den Nutzfluß Q&sub1; anzusaugen, und einen Diffusionskanal 19, in dem die Flüsse Q&sub1; und Q&sub2; gemischt und nachfolgend durch einen divergenten Abschnitt 20 geleitet werden, der nahe beim Einlaß des Laufrads 7 ist.An ejector, designated as a whole by the reference numeral 16, is arranged in the inner chamber 15 of the stator housing 2 and comprises an entrainment nozzle 17 through which the circulating flow Q₂ flows, a chamber 18 connected to the inlet opening 3 to suck in the useful flow Q₁, and a diffusion channel 19 in which the flows Q₁ and Q₂ are mixed and subsequently passed through a divergent section 20 which is close to the inlet of the impeller 7.

Hinter dem Auslaßabschnitt 14 des Laufrads 7 ist ein Diffusor 21, der am Gehäuse 2 befestigt ist und Umlenkschaufeln 22 an sich bekannter Form besitzt. Darüberhinaus sind Rückleitkammern 23 vorgesehen, die den den Diffusor verlassenden Fluß in Richtung der inneren Kammer 15 des Gehäuses richten.Behind the outlet section 14 of the impeller 7 there is a diffuser 21 which is attached to the housing 2 and has deflection vanes 22 of a known form. In addition, return chambers 23 are provided which direct the flow leaving the diffuser in the direction of the inner chamber 15 of the housing.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung befindet sich hinter dem Lauftad 7 und dem Diffusor 21 ein als Ganzes durch ein Bezugszeichen 24 bezeichnetes, radial-zentripetales Leitblech, das einen ringförmigen Auslaßabschnitt besitzt, der sich rings um den Diffusionskanal 19 des Ejektors 17 erstreckt.According to a particular feature of the invention, behind the impeller 7 and the diffuser 21 there is a radial-centripetal baffle, designated as a whole by a reference numeral 24, which has an annular outlet section which extends around the diffusion channel 19 of the ejector 17.

Das radial-zentripetale Leitbiech 24 ist im einzelnen durch ein Paar von Wänden 25, 26 gebildet, die annähernd parallel zur Deckscheibe 11 des Laufrads 7 sind und zwischen sich einen im wesentlichen ring- oder torusartigen Zwischenraum definieren, der dazu geeignet ist, die das Laufrad verlassende Flüssigkeit teilweise in Richtung des Zentrums des Gehäuses 2 zu leiten.The radial-centripetal guide plate 24 is formed in detail by a pair of walls 25, 26 which are approximately parallel to the cover plate 11 of the impeller 7 and define between them a substantially ring- or torus-like space which is suitable for guiding the liquid leaving the impeller partially in the direction of the center of the housing 2.

Innerhalb dieses Zwischenraums befindet sich eine Vielzahl von Richtschaufeln 27 mit geeignetem Profil, die eine Vielzahl von Leitkanälen 28 mit etwa konstantem Querschnitt in Querrichtung definieren.Within this intermediate space there are a plurality of straightening blades 27 with a suitable profile, which define a plurality of guide channels 28 with an approximately constant cross-section in the transverse direction.

Die Leitkanäle 28 haben einen Endabschnitt, der im wesenflichen parallel zum Diffusionskanal 19 des Ejektors ist, und mit einem in Querrichtung ringformigen Auslaßabschnitt 29, der im wesentlichen senkrecht zur Laufradachse ist.The guide channels 28 have an end section which is substantially parallel to the diffusion channel 19 of the ejector and with a transversely annular outlet section 29 which is substantially perpendicular to the impeller axis.

Die inneren Wände der Leitkanäle gehen insbesondere an den Einlaß- und Auslaßabschnitten genau ineinander über, so daß die ausströmende Flüssigkeit so gleichförmig wie möglich und annähernd laminar ist, wodurch ein ungefähr röhrenförmiger Flüssigkeitsmantel erzeugt wird, der die Abtrennung der Luft unterstützt, die in dem vom Laufrad beschleunigten Fluidgemisch enthalten ist, und den Transport der Luft zur Auslaßöffnung erleichtert.The inner walls of the guide channels merge precisely into one another, particularly at the inlet and outlet sections, so that the outflowing liquid is as uniform as possible and approximately laminar, thereby creating an approximately tubular liquid jacket which assists in the separation of the air contained in the fluid mixture accelerated by the impeller and facilitates the transport of the air to the outlet opening.

Die laminaren Ausflußbedingungen erleichtern darüberhinaus das Rezirkulieren des Flusses Q&sub2; in Richtung Ejektordüse 17, wodurch der Wirkungsgrad des Ejektors vergrößert und infolgedessen der Fluß Q&sub2; der angesaugten Flüssigkeit vergrößert wird. Dies führt zu einer bemerkenswerten Reduzierung der Ansaugzeiten, die - durch Tests ermittelt - zwischen 3,5 und 4,5 Minuten liegen. Der Wirkungsgrad der Pumpe unter normalen Betriebsbedingungen wird darüberhinaus auch beträchtlich bis auf 0,30-0,35 gesteigert.The laminar discharge conditions also facilitate the recirculation of the flow Q2 towards the ejector nozzle 17, increasing the efficiency of the ejector and, consequently, the flow Q2 of the sucked liquid. This leads to a significant reduction in the suction times, which - as determined by tests - are between 3.5 and 4.5 minutes. The efficiency of the pump under normal operating conditions is also considerably increased, up to 0.30-0.35.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaßen Pumpe, wobei im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel am Ausgang des Laufrads kein ringförmiger Diffusor vorgesehen ist. Fig. 3 veranschaulicht im einzelnen eine einstufige Pumpe und Fig. 4 veranschaulicht eine zweistufige Pumpe mit doppelten Laufrad. Die Bestandteile, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, wurden durch dieselben Bezugseichen, gefolgt von einem Hochkomma, gekennzeichnet.Figures 3 and 4 illustrate a second embodiment of the pump according to the invention, in which, unlike the first embodiment, no annular diffuser is provided at the outlet of the impeller. Figure 3 illustrates in detail a single-stage pump and Figure 4 illustrates a two-stage pump with a double impeller. The components that are identical to those of the first embodiment have been identified by the same reference marks followed by an apostrophe.

Das zentripetale, radiale Leitbiech 24' von Figur 3 ist durch die Wände 25', 26' und durch die Richtschaufeln 27' gebildet, die die Leitkanäle 28' definieren.The centripetal, radial guide plate 24' of Figure 3 is formed by the walls 25', 26' and by the straightening vanes 27' which define the guide channels 28'.

Der Ausflußquerschnitt 29' des Leitblechs hat eine ringförmige Gestalt und ist peripherisch um den äußeren Abschnitt des Diffusionskanals 19 des Ejektors 16 angeordnet.The outflow cross-section 29' of the guide plate has an annular shape and is arranged peripherally around the outer section of the diffusion channel 19 of the ejector 16.

Am Ausgang des Lauftads 7' oder des Laufrads 7" wird der Fluß in Richtung Leitblech 24' durch eine Vielzahl von Rückleitkanälen umgelenkt, die eine Reihe von radial-zentripetalen Kanälen, einen ersten axialen, ringförmigen Kanal 31 nahe der Nabe 11' des Laufrads 7" einen ringförmigen, radial-zentripetalen Kanal 32, der sich parallel zu der Reihe der Kanäle 30 erstreckt, und einen zweiten, peripheren, axialen, ringförmigen Kanal 33 enthalten, der mit den Leitkanälen 28' verbunden ist.At the outlet of the impeller 7' or the impeller 7", the flow is diverted towards the guide vane 24' through a plurality of return channels which include a series of radial-centripetal channels, a first axial annular channel 31 near the hub 11' of the impeller 7", an annular radial-centripetal channel 32 extending parallel to the series of channels 30, and a second peripheral axial annular channel 33 connected to the guide channels 28'.

Mit Hilfe dieser Abfolge von Rückleitkanälen wird der Fluß durch die Kanäle 28' des Leitblechs 24' geleitet und in die innere Kammer 15' des Gehäuses 2' geführt.With the help of this sequence of return channels, the flow is guided through the channels 28' of the guide plate 24' and into the inner chamber 15' of the housing 2'.

Auch in diesem Fall wird die vom Laufrad 3, erzeugte Gesamtfließrate Q in Richtung des mittleren Abschnitts des Gehäuses nahe der Außenwand des Diffusionskanals 19 in eine Position geleitet, die weit genug von der Auslaßöffnung 5' entfernt ist, um die Abtrennung der Luft und ihren Transport in Richtung Auslaßöffnung 5' zu erleichtern.Also in this case, the total flow rate Q generated by the impeller 3 is directed towards the central portion of the casing, close to the outer wall of the diffusion channel 19, to a position far enough away from the outlet opening 5' to facilitate the separation of the air and its transport towards the outlet opening 5'.

Vom Standpunkt der Konstruktion her gesehen können die Leitbleche 24, 24' aus denselben Materialien vorgesehen sein, die für das Statorgehäuse der Pumpe oder für den Ejektor verwendet werden, und an einer der fest stehenden Komponenten des Pumpengehäuses angebracht werden oder mit dieser aus einem Stück bestehen. Die Gestalt und Anzahl der Richtschaufeln 27, 27' können mittels herkömmlicher Berechnungsverfahren für hinter Diffusoren angeordnete Riickführungskanäle - typisch für mehrstufige Pumpen - bestimmt werden. Vor allem müssen die Winkel der radialen Divergenz mit denen des Laufrads am Einlauf übereinstimmend und Null am Auslauf sein. Die Anzahl der Schaufeln oder Kammern kann gewöhnlich zwischen 3 und 10 liegen und beträgt vorzugsweise 5.From a construction point of view, the guide vanes 24, 24' can be made of the same materials as those used for the stator casing of the pump or for the ejector and can be attached to or made in one piece with one of the fixed components of the pump casing. The shape and number of the guide vanes 27, 27' can be determined using conventional calculation methods for return channels arranged behind diffusers - typical of multistage pumps. In particular, the angles of radial divergence must be the same as those of the impeller at the inlet and zero at the outlet. The number of vanes or chambers can usually be between 3 and 10 and is preferably 5.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße, selbstansaugende Kreiselpumpe vollständig das beabsichtigte Ziel erreicht, da sie eine drastische Reduzierung der Ansaugzeiten ermöglicht und unter normalen Betriebsbedingungen hohe Arbeitswirkungsgrade erreicht.In practice, it has been shown that the self-priming centrifugal pump according to the invention fully achieves the intended goal, since it enables a drastic reduction in the suction times and achieves high working efficiencies under normal operating conditions.

Die erfindungsgemäße, selbstansaugende Kreiselpumpe ist für zahlreiche Abänderungen und Variationen empfänglich, die sämtlich innerhalb des Anwendungsbereichs des erfinderischen Konzepts liegen, das in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist. Darüberhinaus können alle Einzelheiten durch technisch äquivalente Elemente ersetzt werden. In der Praxis können die verwendeten Materialien, sofern sie zu ihrer besonderen Verwendung passen, ebenso wie die Ausmaße und die Formen gemäß den Anforderungen und dem Stand der Technik beliebig sein.The self-priming centrifugal pump according to the invention is susceptible to numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept defined in the appended claims. Moreover, all details can be replaced by technically equivalent elements. In practice, the materials used, provided they are suitable for their particular use, as well as the dimensions and shapes, can be any according to requirements and the state of the art.

Wo in irgendeinem Anspruch erwähnte technische Merkmale von Bezugszeichen gefolgt sind, wurden diese Bezugszeichen lediglich zum Zwecke einer erhöhten Verständlichkeit der Ansprüche eingefügt.Where technical features mentioned in any claim are followed by reference signs, these reference signs have been inserted solely for the purpose of increasing the intelligibility of the claims.

Claims

1. Self-priming centrifugal pump, comprising:

- a housing (2) with an inner chamber (15) delimited by a substantially cylindrical side wall (6) and a front wall (4);

- at least one impeller (7) of the radial centrifuge type equipped with blades, rotatably mounted within the inner chamber (15), the at least one impeller (7) having a hub (10) and a cover disk (11);

- an inlet opening (3) and an outlet opening (5), arranged on the front wall (4) and on the side wall (6) respectively above the impeller axis;

- an ejector (16) arranged inside the housing (2) with a suction chamber (18) connected to the inlet opening, an entrainment nozzle (17) connected to the inner chamber (15) and a diffusion channel (19) coaxial with the impeller (7) and connected to its inlet;

- a guide plate (24) for diverting the flow induced by the impeller in the direction of a central portion of the inner chamber (15), the guide plate having an annular outflow portion (29) extending on the circumference of the diffusion channel (19) of the ejector (16);

- a radial diffuser (21) located between the impeller (7) and the guide plate (24);

characterized in that the guide plate contains at least one substantially radial guide channel (28), the radial diffuser (21) has outlet sections (23) which coincide with the inlet section of the at least one radial guide channel (28), the guide plate (24) is not an axial type diffuser and the end region of the guide plate (24) is at least partially parallel to the diffusion channel (19) in order to guide the fluid close to the outer circumference of the diffusion channel under substantially laminar flow conditions and thus facilitate the separation of air and its transport towards the outlet opening (5).

2. Self-priming centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the guide plate (24) contains at least one pair of substantially frustoconical walls (25, 26) which are spaced apart from one another and substantially parallel to the cover plate (11) of the impeller so as to form an annular space which faces at least partially towards the radial diffuser (21), and has a plurality of directing vanes (27) which extend within the annular space from the outlet sections of the radial impeller (7) to the annular outflow section (29) of the guide plate (24) in order to form a plurality of radial-centripetal guide channels (28).

3. Self-priming centrifugal pump according to claim 2, characterized in that the directing blades (27) have radial divergence angles which correspond to that of the blades of the impeller (7) and that the number of blades (27) is between three and ten and is preferably five.

4. Self-priming centrifugal pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that the baffle (24) has inner surfaces which are carefully prepared to minimize losses due to friction and boundary layer separation.

5. Self-priming centrifugal pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that a plurality of series-connected return channels (28') are arranged between the at least one impeller (7, 7') and the guide plate (24').

6. Self-priming centrifugal pump according to claim 5, characterized in that the serially connected return channels (28'), successively in the flow direction, contain a series of radial-centripetal channels (30) which extend close to the hub (10) of the at least one impeller (7,7'), a first axial, annular channel (31) which runs circumferentially around the hub (10) and away from the suction side of the pump, a radial-centrifugal channel (32) which is substantially parallel to the series of radial-centripetal channels and a second annular channel (33) which is arranged circumferentially to the at least one impeller (7,7'), in the direction of the suction side the pump and is connected to the guide plate (24').

7. Self-priming centrifugal pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cross section of the guide channels (28, 28') running in the transverse direction is essentially constant.

8. Self-priming centrifugal pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cross-section of the guide channels (28, 28') running in the transverse direction continuously and gradually decreases.